Normalisation, recuit, trempe, revenu.

La différence entre le recuit et le revenu est la suivante :
En termes simples, le recuit signifie ne pas avoir de dureté, et la trempe conserve toujours une certaine dureté.

Trempe :

La structure obtenue par revenu à haute température est du sorbite trempé. Généralement, la trempe n’est pas utilisée seule. L'objectif principal du revenu après la trempe des pièces est d'éliminer les contraintes de trempe et d'obtenir la structure requise. Selon les différentes températures de trempe, la trempe est divisée en trempe à basse température, à température moyenne et à haute température. De la martensite tempérée, de la troostite et de la sorbite ont été obtenues respectivement.

Parmi eux, le traitement thermique combiné au revenu à haute température après trempe est appelé traitement de trempe et de revenu, et son objectif est d'obtenir des propriétés mécaniques complètes avec une bonne résistance, dureté, plasticité et ténacité. Par conséquent, il est largement utilisé dans les pièces structurelles importantes des automobiles, des tracteurs, des machines-outils, etc., telles que les bielles, les boulons, les engrenages et les arbres. La dureté après revenu est généralement HB200-330.

recuit :

La transformation de la perlite se produit pendant le processus de recuit. L'objectif principal du recuit est de faire en sorte que la structure interne du métal atteigne ou s'approche de l'état d'équilibre et de préparer le traitement ultérieur et le traitement thermique final. Le recuit de détente est un processus de recuit visant à éliminer les contraintes résiduelles causées par le traitement de déformation plastique, le soudage, etc. et existant dans la pièce moulée. Il existe une contrainte interne à l’intérieur de la pièce après le forgeage, la coulée, le soudage et la découpe. Si elle n'est pas éliminée à temps, la pièce sera déformée pendant le traitement et l'utilisation, ce qui affectera la précision de la pièce.

Il est très important d’utiliser un recuit de détente pour éliminer les contraintes internes générées lors du traitement. La température de chauffage du recuit de détente est inférieure à la température de transformation de phase, par conséquent, aucune transformation structurelle ne se produit pendant tout le processus de traitement thermique. La contrainte interne est principalement éliminée naturellement par la pièce pendant le processus de conservation de la chaleur et de refroidissement lent.

Afin d'éliminer plus complètement les contraintes internes de la pièce, la température de chauffage doit être contrôlée pendant le chauffage. Généralement, il est placé dans le four à basse température, puis chauffé à la température spécifiée à une vitesse de chauffage d'environ 100°C/h. La température de chauffage de la soudure doit être légèrement supérieure à 600°C. Le temps de maintien dépend de la situation, généralement de 2 à 4 heures. Le temps de maintien du recuit de détente de coulée prend la limite supérieure, la vitesse de refroidissement est contrôlée à (20-50) ℃/h et il peut être refroidi en dessous de 300 ℃ avant de pouvoir être refroidi à l'air.

   Le traitement du vieillissement peut être divisé en deux types : le vieillissement naturel et le vieillissement artificiel. Le vieillissement naturel consiste à placer la pièce moulée en plein champ pendant plus de six mois, afin qu'elle se produise lentement, afin que la contrainte résiduelle puisse être éliminée ou réduite. Le vieillissement artificiel consiste à chauffer le moulage à 550 ~ 650 ℃ Effectuer un recuit de soulagement des contraintes, ce qui permet de gagner du temps par rapport au vieillissement naturel et d'éliminer plus complètement les contraintes résiduelles.

Qu’est-ce que le tempérage ?

La trempe est un processus de traitement thermique qui chauffe des produits ou des pièces métalliques trempés à une certaine température, puis les refroidit d'une certaine manière après un certain temps de maintien. La trempe est une opération effectuée immédiatement après la trempe et constitue généralement le dernier traitement thermique de la pièce. Par conséquent, le processus conjoint de trempe et de revenu est appelé traitement thermique final. L’objectif principal de la trempe et du revenu est de :

1) Réduisez le stress interne et réduisez la fragilité. Les pièces trempées présentent une grande contrainte et une grande fragilité. S’ils ne sont pas trempés à temps, ils se déformeront souvent, voire se fissureront.

2) Ajustez les propriétés mécaniques de la pièce. Après trempe, la pièce présente une dureté élevée et une fragilité élevée. Afin de répondre aux différentes exigences de performance des différentes pièces, il peut être ajusté en fonction du revenu, de la dureté, de la résistance, de la plasticité et de la ténacité.

3) Taille de pièce stable. La structure métallographique peut être stabilisée par trempe pour garantir qu'aucune déformation ne se produira lors d'une utilisation future.

4) Améliorer les performances de coupe de certains aciers alliés.

En production, cela repose souvent sur les exigences de performance de la pièce. Selon les différentes températures de chauffage, la trempe est divisée en trempe à basse température, trempe à température moyenne et trempe à haute température. Le processus de traitement thermique combinant la trempe et le revenu ultérieur à haute température est appelé trempe et revenu, c'est-à-dire qu'il présente une bonne plasticité et une bonne ténacité tout en ayant une résistance élevée. Il est principalement utilisé pour manipuler des pièces structurelles de machines soumises à des charges importantes, telles que des broches de machines-outils, des arbres d'essieu arrière d'automobile, des engrenages puissants, etc.

Qu'est-ce que la trempe ?

La trempe est un processus de traitement thermique qui chauffe des produits ou des pièces métalliques au-dessus de la température de transition de phase, puis refroidit rapidement à une vitesse supérieure à la vitesse de refroidissement critique après conservation de la chaleur pour obtenir une structure martensitique. La trempe consiste à obtenir une structure martensitique, et après revenu, la pièce peut obtenir de bonnes performances, afin de développer pleinement le potentiel du matériau. Son objectif principal est de :

1) Améliorer les propriétés mécaniques des produits ou pièces métalliques. Par exemple : améliorer la dureté et la résistance à l'usure des outils, des roulements, etc., augmenter la limite élastique des ressorts, améliorer les propriétés mécaniques globales des pièces d'arbre, etc.

2) Améliorer les propriétés matérielles ou les propriétés chimiques de certains aciers spéciaux. Comme l'amélioration de la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, l'augmentation du magnétisme permanent de l'acier magnétique, etc.

Lors de la trempe et du refroidissement, outre la sélection raisonnable du milieu de trempe, des méthodes de trempe correctes sont également requises. Les méthodes de trempe couramment utilisées comprennent principalement la trempe à un seul liquide, la trempe à double liquide, la trempe graduelle, la trempe isotherme et la trempe partielle.

La différence et le lien entre la normalisation, la trempe, le recuit et le revenu

Objectif et utilisation de la normalisation

① Pour l'acier hypoeutectoïde, la normalisation est utilisée pour éliminer la structure à gros grains surchauffée et la structure de Widmanstatten des pièces moulées, des pièces forgées et des constructions soudées, ainsi que la structure en bandes dans les matériaux laminés ; affiner les grains; et peut être utilisé comme traitement de préchauffage avant la trempe.

② Pour l'acier hypereutectoïde, la normalisation peut éliminer la cémentite secondaire réticulaire et affiner la perlite, ce qui non seulement améliore les propriétés mécaniques, mais facilite également le recuit sphéroïdisant ultérieur.

③ Pour les tôles d'acier minces embouties à faible teneur en carbone, la normalisation peut éliminer la cémentite libre aux joints de grains pour améliorer leurs propriétés d'emboutissage profond.

④ Pour l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié à faible teneur en carbone, utilisez la normalisation pour obtenir une structure de perlite plus fine, augmentez la dureté à HB140-190, évitez le phénomène de « couteau collant » pendant la coupe et améliorez l'usinabilité. Pour l'acier au carbone moyen, lorsque la normalisation et le recuit peuvent être utilisés, il est plus économique et plus pratique d'utiliser la normalisation.

⑤ Pour l'acier de construction ordinaire à teneur moyenne en carbone, la normalisation peut être utilisée à la place de la trempe et du revenu à haute température lorsque les propriétés mécaniques ne sont pas élevées, ce qui est non seulement facile à utiliser, mais stabilise également la structure et la taille de l'acier.

⑥ La normalisation à haute température (150-200°C au-dessus d'Ac3) peut réduire la ségrégation de la composition des pièces moulées et forgées en raison du taux de diffusion élevé à haute température. Les grains grossiers après normalisation à haute température peuvent être raffinés par normalisation ultérieure à une seconde température plus basse.

⑦ Pour certains aciers alliés à faible et moyenne teneur en carbone utilisés dans les turbines à vapeur et les chaudières, la normalisation est souvent utilisée pour obtenir une structure bainitique, puis trempée à haute température. Il présente une bonne résistance au fluage lorsqu’il est utilisé à 400-550 °C.

⑧ Outre les pièces en acier et les produits en acier, la normalisation est également largement utilisée dans le traitement thermique de la fonte ductile pour obtenir une matrice de perlite et améliorer la résistance de la fonte ductile.

Étant donné que la normalisation est caractérisée par le refroidissement par air, la température ambiante, la méthode d'empilage, le débit d'air et la taille de la pièce ont tous un impact sur la structure et les performances après la normalisation. La structure normalisée peut également être utilisée comme méthode de classification des aciers alliés. Généralement, les aciers alliés sont divisés en acier perlitique, acier bainitique, acier martensitique et acier austénitique selon la microstructure obtenue en chauffant un échantillon d'un diamètre de 25 mm à 900 °C et en refroidissant à l'air.

Le recuit est un processus de traitement thermique du métal dans lequel le métal est chauffé lentement jusqu'à une certaine température, maintenu pendant une durée suffisante, puis refroidi à une vitesse appropriée. Le traitement thermique de recuit est divisé en recuit complet, recuit incomplet et recuit de détente. Les propriétés mécaniques des matériaux recuits peuvent être détectées par un essai de traction ou un essai de dureté. De nombreux produits en acier sont fournis à l’état de recuit et de traitement thermique.

Le testeur de dureté Rockwell peut être utilisé pour tester la dureté de l'acier. Pour les plaques d'acier plus fines, les bandes d'acier et les tuyaux en acier à paroi mince, les testeurs de dureté de surface Rockwell peuvent être utilisés pour tester la dureté HRT.

Le but du recuit est de :

① Améliorer ou éliminer divers défauts structurels et contraintes résiduelles causés par le moulage, le forgeage, le laminage et le soudage de l'acier, et prévenir la déformation et la fissuration des pièces.

② Ramollissez la pièce pour la coupe.

③ Raffiner les grains et améliorer la structure pour améliorer les propriétés mécaniques de la pièce.

④ Effectuer les préparatifs organisationnels pour le traitement thermique final (trempe, revenu).

Processus de recuit couramment utilisé

① Entièrement recuit. Il est utilisé pour affiner la structure surchauffée grossière avec de mauvaises propriétés mécaniques après coulée, forgeage et soudage d'acier à moyenne et faible teneur en carbone. Chauffez la pièce à 30-50°C au-dessus de la température à laquelle la ferrite est complètement transformée en austénite, maintenez-la au chaud pendant un certain temps, puis refroidissez-la lentement avec le four. Pendant le processus de refroidissement, l'austénite se transformera à nouveau pour rendre la structure en acier plus fine.

② Recuit sphéroïdisant. Il est utilisé pour réduire la dureté élevée de l'acier à outils et de l'acier à roulement après forgeage. La pièce est chauffée à 20-40°C au-dessus de la température à laquelle l'acier commence à former de l'austénite, puis refroidie lentement après conservation de la chaleur. Pendant le processus de refroidissement, la cémentite lamellaire de la perlite devient sphérique, réduisant ainsi la dureté.

③ Recuit isotherme. Il est utilisé pour réduire la dureté élevée de certains aciers de construction alliés à haute teneur en nickel et en chrome pour la coupe. Généralement, elle est d'abord refroidie à la température la plus instable de l'austénite à un rythme plus rapide et conservée pendant une durée appropriée, l'austénite se transformera en troostite ou en sorbite et la dureté pourra être réduite.

④ Recuit de recristallisation. Il est utilisé pour éliminer le phénomène de durcissement (augmentation de la dureté et diminution de la plasticité) du fil métallique et des plaques minces lors du processus d'étirage à froid et de laminage à froid. La température de chauffage est généralement inférieure de 50 à 150 °C à la température à laquelle l'acier commence à former de l'austénite. Ce n'est qu'ainsi que l'effet d'écrouissage peut être éliminé et le métal ramolli.

⑤ Recuit de graphitisation. Il est utilisé pour transformer la fonte contenant une grande quantité de cémentite en fonte malléable avec une bonne plasticité. L'opération du procédé consiste à chauffer la pièce moulée à environ 950°C, à la maintenir au chaud pendant un certain temps, puis à la refroidir correctement pour décomposer la cémentite et former un groupe de graphite floculant.

⑥ Recuit de diffusion. Il est utilisé pour homogénéiser la composition chimique des pièces moulées en alliage et améliorer leurs performances. La méthode consiste à chauffer la pièce moulée à la température la plus élevée possible sans fondre, et à la maintenir au chaud pendant une longue période, puis à la refroidir lentement après que la diffusion des divers éléments dans l'alliage ait tendance à être uniformément répartie.

⑦ Recuit de soulagement des contraintes. Utilisé pour éliminer les contraintes internes des pièces moulées en acier et des constructions soudées. Pour les produits sidérurgiques chauffés à 100-200°C en dessous de la température à laquelle l'austénite commence à se former, le refroidissement à l'air après conservation de la chaleur peut éliminer les contraintes internes.

La trempe, procédé de traitement thermique des métaux et du verre. Chauffage de produits en alliage ou de verre à une certaine température, puis refroidissement rapide dans de l'eau, de l'huile ou de l'air, généralement utilisé pour augmenter la dureté et la résistance de l'alliage. Communément appelé « feu plongeant ». Traitement thermique du métal qui réchauffe la pièce trempée à une température appropriée inférieure à la température critique inférieure, puis la refroidit dans l'air, l'eau, l'huile et d'autres milieux après l'avoir maintenue pendant un certain temps.

Les pièces en acier présentent les caractéristiques suivantes après trempe :

①Des structures déséquilibrées (c'est-à-dire instables) telles que la martensite, la bainite et l'austénite retenue sont obtenues.

②Il y a un grand stress interne.

③Les propriétés mécaniques ne peuvent pas répondre aux exigences. Par conséquent, les pièces en acier doivent généralement être trempées après trempe.

Le rôle de la trempe

① Améliorer la stabilité de la structure, de sorte que la pièce ne subisse plus de transformation tissulaire pendant l'utilisation, de sorte que la taille géométrique et les performances de la pièce restent stables.

② Éliminer le stress interne afin d'améliorer les performances dupièces cncet stabiliser les dimensions géométriques dupièces fraisées.

③ Ajustez les propriétés mécaniques de l'acier pour répondre aux exigences d'utilisation.

*La raison pour laquelle le revenu a ces effets est que lorsque la température augmente, l'activité des atomes augmente et les atomes de fer, de carbone et d'autres éléments d'alliage dans l'acier peuvent se diffuser rapidement pour réaliser le réarrangement des atomes, les rendant ainsi instables. L’organisation déséquilibrée se transforme progressivement en une organisation stable et équilibrée. Le soulagement des contraintes internes est également lié à la diminution de la résistance du métal à mesure que la température augmente. Généralement, lorsque l’acier est trempé, la dureté et la résistance diminuent et la plasticité augmente. Plus la température de revenu est élevée, plus la modification de ces propriétés mécaniques est importante. Certains aciers alliés à haute teneur en éléments d'alliage précipiteront certains composés métalliques à grains fins lorsqu'ils sont trempés dans une certaine plage de température, ce qui augmentera la résistance et la dureté.

Ce phénomène est appelé durcissement secondaire.

Exigences de trempe :les pièces ayant des utilisations différentes doivent être trempées à différentes températures pour répondre aux exigences d'utilisation.

① Les outils de coupe, les roulements, les pièces carburées et trempées et les pièces trempées en surface sont généralement trempés à une température inférieure à 250°C. Après revenu à basse température, la dureté ne change pas beaucoup, la contrainte interne diminue et la ténacité s'améliore légèrement.

② Le ressort est trempé à une température moyenne de 350 à 500°C pour obtenir une élasticité élevée et la ténacité nécessaire.

③ Les pièces en acier de construction à teneur moyenne en carbone sont généralement trempées à une température élevée de 500 à 600 °C pour obtenir une bonne combinaison de résistance et de ténacité.

Le processus de traitement thermique de trempe et de revenu à haute température est collectivement appelé trempe et revenu.

Lorsque l’acier est trempé à environ 300°C, sa fragilité augmente souvent. Ce phénomène est appelé le premier type de fragilité de l'humeur. Généralement, il ne faut pas le tempérer dans cette plage de température. Certains aciers de construction en alliages de carbone moyen sont également susceptibles de devenir cassants s'ils sont lentement refroidis à température ambiante après un revenu à haute température. Ce phénomène est appelé le deuxième type de fragilité de l'état. L'ajout de molybdène à l'acier, ou le refroidissement dans de l'huile ou de l'eau pendant le revenu, peut empêcher le deuxième type de fragilité due au revenu. Cette fragilité peut être éliminée en réchauffant le deuxième type d'acier fragile revenu à la température de revenu d'origine.

Recuit de l'acier

Concept : L'acier est chauffé, maintenu au chaud puis refroidi lentement pour obtenir un procédé proche de la structure d'équilibre.

1. Entièrement recuit

Processus: chauffage Ac3 au-dessus de 30-50°C → conservation de la chaleur → refroidissement en dessous de 500°C avec le four → refroidissement par air à température ambiante.

But: pour affiner les grains, uniformiser la structure, améliorer la ténacité plastique, éliminer les contraintes internes et faciliter l'usinage.

2. Recuit isotherme

Processus: Chauffage au-dessus de Ac3 → conservation de la chaleur → refroidissement rapide jusqu'à la température de transition perlite → séjour isotherme → transformation en P → refroidissement par air hors du four ;

But: Idem que ci-dessus. Mais le temps est court, facile à contrôler et la désoxydation et la décarburation sont faibles. (Applicable à l'acier allié et aux gros carbonesusinage de pièces en acieravec une surfusion relativement stable A).

3. Recuit sphéroïdisant

Concept:C'est le processus de sphéroïdisation de la cémentite dans l'acier.

Objets :Aciers eutectoïdes et hypereutectoïdes

Processus:

(1) Recuit sphéroïdisant isotherme chauffant au-dessus de Ac1 à 20-30 degrés → conservation de la chaleur → refroidissement rapide à 20 degrés en dessous de Ar1 → isotherme → refroidissement à environ 600 degrés avec le four → refroidissement par air hors du four.

(2) Recuit sphéroïdisant ordinaire chauffant Ac1 au-dessus de 20-30 degrés → conservation de la chaleur → refroidissement extrêmement lent jusqu'à environ 600 degrés → refroidissement par air hors du four. (Cycle long, faible efficacité, non applicable).

But: pour réduire la dureté, améliorer la plasticité et la ténacité et faciliter la coupe.

Mécanisme: Transformer une feuille ou un réseau de cémentite en granulaire (sphérique)

Explication: Lors du recuit et du chauffage, la structure n'est pas complètement A, c'est pourquoi on l'appelle aussi recuit incomplet.

4. Recuit de soulagement des contraintes

Processus: chauffage jusqu'à une certaine température inférieure à Ac1 (500-650 degrés) → conservation de la chaleur → refroidissement lent jusqu'à température ambiante.

But: Élimine les contraintes internes résiduelles des pièces moulées, des pièces forgées, des constructions soudées, etc., et stabilise la taille dupièces d'usinage personnalisées.

Trempe de l'acier

Processus: Réchauffez l'acier trempé à une température inférieure à A1 et maintenez-le au chaud, puis refroidissez-le (généralement à l'air) jusqu'à température ambiante.

But: Élimine les contraintes internes causées par la trempe, stabilise la taille de la pièce, réduit la fragilité et améliore les performances de coupe.

Propriétés mécaniques: À mesure que la température de revenu augmente, la dureté et la résistance diminuent, tandis que la plasticité et la ténacité augmentent.

1. Trempe à basse température : 150-250 ℃, M fois, réduit les contraintes internes et la fragilité, améliore la ténacité du plastique, a une dureté et une résistance à l'usure plus élevées. Utilisé pour fabriquer des outils de mesure, des couteaux et des roulements, etc.

2. Trempe à température moyenne : 350-500°C, temps T, avec une élasticité élevée, une certaine plasticité et dureté. Utilisé pour fabriquer des ressorts, des matrices de forgeage, etc.

3. Trempe à haute température : 500-650℃, temps S, avec de bonnes propriétés mécaniques complètes. Utilisé pour fabriquer des engrenages, des vilebrequins, etc.

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